Свойства кислорода и водорода. ​

Взаимодействие c металлами

В результате реакции образуется оксид этого металла.

4Al + 3O2 = 2Al2O3;

3Fe + 2O2 = Fe3O4.  

Взаимодействие с неметаллами

При этом образуется оксид этого неметалла.

Сера взаимодействует с кислородом при 250°С:

S + O2 = SO2.

Горение фосфора с образованием оксида фосфора (V) начинается при 60 °С:

4Р + 5О2 = 2Р2О5.

Графит реагирует с кислородом при 700-800 °С:

С + О2 = СО2.

С водородом кислород взаимодействует при 300 °С:

2Н2 + О2 = 2Н2О.

Взаимодействие с некоторыми сложными веществами

В этом случае образуются оксиды элементов, из которых состоит молекула сложного вещества.

2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2;

СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.

Водород – неметалл, имеет молекулярное строение. Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных между собой ковалентной неполярной связью. Энергия связи в молекуле водорода составляет 436 кДж/моль, что объясняет низкую химическую активность молекулярного водорода. Термическая диссоциация водорода происходит при температуре выше 2000 °С.

В своих соединениях водород всегда одновалентен. Для него характерны две степени окисления: +1 и -1.

Взаимодействие с галогенами. При обычной температуре водород реагирует лишь со фтором:

H2 + F2 = 2HF.

С хлором реагирует только на свету, образуя хлороводород, с бромом реакция протекает менее энергично, с йодом не идет до конца даже при высоких температурах.

Взаимодействие с кислородом. При нормальных условиях водород не реагирует с кислородом, при 400 °С реагирует с кислородом, а при 600 °С – с воздухом, при поджигании реакция протекает со взрывом:

2H2 + O2 = 2H2O.

Водород горит в кислороде с выделением большого количества тепла. Температура водородно-кислородного пламени 2800 °С.

Взаимодействие с серой. При пропускании водорода через расплавленную серу образуется сероводород:

H2 + S = H2S.

Взаимодействие с азотом. При нагревании водород обратимо реагирует с азотом, причем при высоком давлении и в присутствии катализатора:

3H2 + N2 = 2NH3.

Взаимодействие с оксидом азота (II). Важное значение имеет взаимодействие водорода с оксидом азота (II), используемое в очистительных системах при производстве азотной кислоты:

2NO + 2H2 = N2 + 2H2O.

Взаимодействие с оксидами металлов. Водород – хороший восстановитель, он восстанавливает многие металлы из их оксидов:

CuO + H2 = Cu + H2O.

Объяснение:

Водород – неметалл, имеет молекулярное строение. Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных между собой ковалентной неполярной связью. Энергия связи в молекуле водорода составляет 436 кДж/моль, что объясняет низкую химическую активность молекулярного водорода. Термическая диссоциация водорода происходит при температуре выше 2000 °С. В своих соединениях водород всегда одновалентен. Для него характерны две степени окисления: +1 и -1.Связь в молекуле кислорода прочная. При обычных условиях это малоактивный газ, который вступает в реакции только с наиболее активными веществами: щелочными и щелочноземельными металлами. При повышении температуры активность кислорода резко возрастает. Он энергично реагирует с большинством простых и многими сложными веществами, проявляя при этом окислительные свойства. Почти все реакции с кислородом экзотермичны, поэтому нагревание требуется лишь для начала процесса. Большинство реакций с участием кислорода сопровождается выделением тепла и света. Такие реакции называют реакциями горения.